铁磁和反铁磁晶体中非线性电磁波的传播特性

本文对在铁磁和反铁磁晶体中传播的电磁波的下列非线性贡象作了简要论述：（１）非线性磁化效应引起的静磁波的频率转换，（２）周期皱纹波导中非线性静磁表面波的禁带频移，（３）静磁波激发的光波模耦合，（４）电磁波经反铁磁膜层透射的功率多稳效应．

铁磁晶体磁滞对交变磁场传感器测量精度的影响

详细地分析了铁磁性晶体Ｉｎ－ＢｉＣａＶＩＧ的磁滞对交变磁场光纤传感器测量精度的影响，提出采用偏振光交直流信号和非偏振光多参量同时测量的方法可监测系统静态工作点，有效地减小磁滞的作用，使传感器在晶体剩余磁旋光角为５°时实现精度高达１％的高灵敏度交变磁场测量。

铁磁晶体热力学性质的稳定性分析

对铁磁晶体自旋自洽条件用斜率比较法分析发现 ,整个铁磁晶体系统无论有无外场的作用 ,只有三种可能的热力学状态。采用重正化群的分析方法分析发现 ,其中有一种是不稳定的 ,处于相变临界状态 ,稍有微小干扰 ,即可发生状态的变化 ,其变化的方向取决于微扰的初始条件。系统的另外两种状态是稳定状态。在没有其他强烈的相反干扰时 ,此状态将永远保持下去。

反铁磁晶体的红外频率特性

研究了红外频段非线性s偏振表面波在反铁磁晶体和电介质交界面上的频率特性 .求出了非线性色散方程 ,揭示了非线性s偏振表面波存在一个临界频率 ,低于这个频率 ,非线性s偏振波是后向表面波 .利用色散方程与边界条件详细讨论了非线性s偏振表面波的频率范围 .发现功率不再是决定导波频率范围的唯一因素 。

弱外场对铁磁晶体定态磁化取向的影响分析

首先推出了铁磁晶体在弱外场作用下定态磁化参量,用斜率比较法分析了直接影响磁化取向的参量-平均场的取值情况,讨论了弱外场对定态磁化参量的影响机制,结果发现:①在弱外场较小时,系统与无外场时的情况类似,也有两个稳定取向和一个不稳定取向;如弱外场约大于自旋相互作用,则系统只有一个沿外场方向的稳定取向;②在外场比较弱的情况下,平均场可表示为外场的线性关系;③当平均场取下值点时,所有的N+和N-随弱外场变化的两条曲线相交于坐标轴的左边,磁化强度比的零点左移,外施磁场越大,交点越趋近于A点;当平均场取上值点时,所有的N+和N-随弱外场变化的两条曲线相交于坐标轴的右边,磁化强度比的零点右移,外施磁场越大,交点越趋近于A点。

铁磁晶体在Ising模型下作Bethe近似时的热力学性质分析

通过全面分析铁磁晶体系统在各种情况下的自由能、内能和热容量发现:铁磁晶体系统的自由能、内能和热容量不仅与系统是否受到外加的磁场和系统内自旋集团及自旋本身之间的积分交换耦合系数有关,也与系统温度是否大于系统特征温度有关,同时还发现:在B=0时,如不考虑系统存在的自发磁化现象,系统的内能和热容量与一般的二能级系统在外磁场作用下的内能和热容量有相同的形式但不稳定。

利用自旋动力学研究立方铁磁晶体自旋波的解析解

在只考虑到次近邻自旋相互作用情况下,利用自旋动力学求解三维立方体铁磁晶体磁振子谱(自旋波谱)的解析解.结果表明:次近邻交换积分J2与最近邻交换积分J1的比γ值越大,立方铁磁系统中磁振子能量越大,并且,磁振子能谱主要被最近邻交换积分J1所决定.磁振子能量随波矢k的增加而增大,并且在R点上的磁振子能量只与最近邻交换积分J1相关.

铁磁晶体磁学参量的稳定性分析

根据Ising模型求解了铁磁晶体的磁化强度和磁化率,用斜率比较法分析了直接影响磁化取向的参量的取值情况,讨论了弱外场对定态磁化参量的影响机制.结果发现:在弱外场较小时,系统与无外场时的情况类似,也有两个稳定取向和一个不稳定取向;当平均场取下值点时,所有的N+和N-随弱外场变化的两条曲线相交于坐标轴的左边,磁化强度比的零点左移;当平均场取上值点时,所有的N+和N-随弱外场变化的两条曲线相交于坐标轴的右边,磁化强度比的零点右移;随着外场B的增加,磁化率不断减少;随着温度的升高,磁化率不断增加.

利用自旋动力学研究面心立方铁磁晶体自旋波的解析解

只考虑到第三近邻自旋相互作用情况下,利用自旋动力学求解了三维面心立方体铁磁晶体磁振子谱(自旋波谱)的解析解.次近邻交换积分J2与最近邻交换积分J1的比η=J2/J1值越大,第三近邻交换积分J3与最近邻交换积分J1的比γ=J3/J1值越大,面心立方铁磁系统中磁振子能量越大,并且磁振子能谱主要被最近邻交换积分J1所决定.磁振子能量随波矢k的增加而增大,但是在BZ区的X点处的磁振子能量与η无关,这说明在X点处磁振子能量与次近邻交换积分J2无关,与最近邻交换积分J1相关和第三近邻交换积分J3相关.因此,对于三维面心立方铁磁晶体的磁激发而言,为了能够更加真实地反映其磁激发,至少得考虑到第三近邻交换积分J3.

两种非线性反铁磁晶体交界面上磁表面波的传播特性

研究了两非线性单轴反铁磁晶体交界面上表面波的传播特性 .理论分析和数值模拟表明 :入射电磁波只有同时满足频率阈值和功率阈值条件才能在该非线性波导系统中形成稳定传播的表面波 .随着传输功率的不断提高 ,磁场峰值将由一非线性晶体中跃入另一非线性晶体中 ,并逐渐靠近交界面 .表面波动率变化不会对交界面处的磁场振幅产生影响 ,频率是影响其振幅大小的唯一因素 .

反铁磁晶体中的非线性TE表面波

将反铁磁晶体中ＴＥ表面波满足的非线性波动方程变形为伯努利微分方程，用反函数形式给出了表面波磁场的精确解．证明非线性ＴＥ表面波存在的必要条件是μｘ＞０．求得了色散方程，分析了非线性ＴＥ波的频率范围．理论结果表明，导波磁场峰值位置具有稳定性，同功率无关；在ε１＞ε２条件下，在功率阈值之上，一个传播功率对应两个不同的有效折射率。

反铁磁晶体表面上的非线性电磁波

研究了反铁磁晶体与电介质交界面上非线性TM电磁波的传播特性 .给出了Ex Hy 和Ez Hy 的相图 ,描述了表面波电磁场三分量之间的制约变化关系 .分析了导波的色散特性和磁场峰值位置随传播功率变化的特点 .分析表明 ,反铁磁晶体表面上的TM电磁波存在频率通带和禁带 ,其带宽是功率的函数 ,通过调节导波的功率可以有效地实现通带和禁带之间的转换 .揭示了在一定条件下 ,反铁磁晶体表面支持的非线性TM波是反向表面波 ,其群速度与相速度反向 .

一维反铁磁分子晶体NENP中的孤立子激发

考虑到磁－声子耦合作用和磁子间的相互作用对非线性集体激发的贡献，我们采用Ｄｙｓｏｎ－Ｍａｌｅｅｖ变换和相干态表示，从一维反铁磁分子晶体ＮＥＮＰ的哈密顿得到了一个非线性Ｋｌｅｉｎ－Ｇｏｒｄｏｎ方程，研究了它的孤立子激发的性质，并求出了孤立子的能量。通过分析发现，只有在具有很强的各向异性反铁磁体中，才有可能观察到孤立子的激发。

二维反铁磁光子晶体的体模带分布研究

构建了一种二维反铁磁光子晶体,通过波动方程得到了体系的体模等式。以氟化亚铁/硒化铅光子晶体为例进行数值计算,发现在零外磁场反铁磁共振频区附近,体系存在具有群速为负的高频和低频两个小体模连续区。通过外磁场的调控,不改变体系结构和尺寸情况下,负群速体模带的中心频率位置与宽度可以被设计,研究结果可为开发新型慢光光子器件提供理论依据。

一维反铁磁光子晶体多缺陷的多通道滤波

利用传输矩阵方法研究了形如(AB)~4(AAB)~nC^m(BAA)~n(AB)~4的一维反铁磁光子晶体的透射谱。数值计算结果表明,反铁磁材料只在共振频率附近区间内对透射谱的影响较大,会出现窄带隙,并会减弱两侧透射峰的强度,而其它区间内的透射谱与普通光子晶体基本相同。此外,在一定的波长范围内,随着各个参数的变化,在该光子晶体的禁带区内可分别获得一个或多个很窄的透过峰。该性质可被用来设计多通道窄带滤波器,即通过调节各个参数就能得到实现所需波长及通道数目的窄带滤波器。

浮区法Y_3Fe_5O_(12)晶体生长及其性能

本文报导了用浮区法生长Y_3Fe_5O_(12)(YIG)晶体的生长工艺。分析了用这种方法生长YIG晶体的优点。同时测量了用浮区法生长的YIG晶体的透过率和旋光度分别为68％和220°/mm。

反铁磁薄膜中的二次谐波生成

近年来反铁磁体的非线性效应包括二阶和三阶效应受到很多关注.介绍反铁磁薄膜和反铁磁光子晶体等反铁磁体系的二次谐波生成,以及这些研究的背景和最新进展.提出了进一步研究反铁磁三明治结构中的二次谐波生成的可能性.

光磁相互作用及自旋极化的光学调控

近年来,超短激光脉冲的发展为人们在极端时间尺度上研究光与物质的相互作用提供了有效工具。皮秒时间尺度上研究磁有序材料中的自旋动力学过程已经成为凝聚态物理研究的热点,促进了自旋电子学的发展。本论文基于飞秒激光抽运–探测技术,介绍了半导体及其纳米结构中光注入自旋极化及其弛豫过程;综述了铁磁性薄膜中的超快退磁,激光诱导磁阻尼进动和逆法拉第效应;利用太赫兹脉冲的磁场分量,研究了反铁磁晶体中自旋共振模式的激发,相干控制以及自旋重取向的探测;最后介绍了超快光谱用于研究多铁性材料中电子、晶格和自旋间的耦合。了解不同材料在超快时间尺度上的磁光、光磁效应的最新进展,有助于在磁有序的超快光控制研究领域做出原创性的工作。

一维反铁磁光子晶体光学双稳态效应研究

基于传递矩阵方法和光局域化原理,本文研究了一维反铁磁光子晶体共振频率附近光学双稳态效应随电磁波入射角、外磁场强度及电介质层数的变化.研究发现,当外磁场为1.0 kG(1 G=10^(-4)T)、电磁波小角度入射时,反铁磁材料高低共振频率附近均可探测到光学双稳态效应;当电磁波大角度入射时,仅在高共振频率附近探测到光学双稳态效应.然而,当外磁场强度增加到2.0 kG时,由于反铁磁材料的高低共振频率向两侧移动,低共振频率附近缺失的光学双稳态频率窗口又被有效激发.此外,电磁波小角度入射时,电介质层数在低共振频率附近对双稳态效应影响较明显.

Structural, Magnetic and Optical Properties of BiFe1-xNbxO3

Nb doped multiferroic BiFe1-xNbxO3 （0 〈x 〈0.05） polycrystalline powders have been syn-thesized by using a sol-gel method. The effect of Nb dopant on the structural, magnetic and optical properties is investigated. According to the X-ray di raction data and the result of Rietveld re nement, all the samples maintain the R3c phase, while the lattice parameters a, c, the cell volume V and the Fe-O-Fe bond angle change. The remnant magnetization enhances by appropriate Nb doping due to the decreasing of the grain size. Meanwhile, Nb dopant leads to the narrowing of the band gap of BiFe1-xNbxO3 samples.